JP4293425B2 - Cyclone dust collector - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、粉塵等を除去するための集塵機に関する。本発明は、詳細には、建造物解体現場や廃棄物処理場等の粉体取扱現場で発生して除去することが一般に困難である粉塵や浮遊微粒子やガス状環境汚染物質(以下、粉塵等と呼ぶ。)を効率良く捕集するサイクロン集塵機に関する。
【0002】
【従来の技術】
建造物解体現場や廃棄物処理場等の粉体取扱現場では、人体に有害な微粒子が空中に長時間浮遊し続けていたり、有害ガスやダイオキシン等のガス状環境汚染物質が飛散したりしている。
【0003】
例えば、サイクロン式の集塵機を用いて浮遊微粒子を取り除くことが一般に行われているが、従来のサイクロン集塵機には、以下のような問題がある。
【0004】
従来の乾式サイクロン集塵機では、原理的に、粒子径が5μmより小さい浮遊微粒子を捕集することができないし、有害ガスやダイオキシン等のガス状環境汚染物質を捕集することができない。
【0005】
また、粉塵や浮遊微粒子やガス状環境汚染物質(粉塵等)を捕集する湿式サイクロン集塵機として、サイクロンスクラバーが用いられている(例えば、特許文献1参照。)。
【特許文献1】
特開2000−42338号公報
【0006】
特許文献1に開示されたサイクロンスクラバーは、含塵気流中に噴射された水滴が比較的大きなサイズの不純物を捕捉し、超微細な水性ミストが比較的小さなサイズの不純物、特にケミカル物質を捕捉する。
【0007】
しかしながら、上記従来のサイクロンスクラバーには、次のような問題がある。
【0008】
含塵気流中に向けて噴射される水滴や超微細な水性ミスト(水性気流)が、粉塵等に対して衝突して粉塵等を捕捉する捕集効率は、以下に説明する様々な理由で、あまり高くない。
【0009】
すなわち、含塵気流が円筒状処理チャンバ内に導入されて水性気流と接触・衝突して含塵水性気流となるときに、導入部近傍で含塵水性気流が乱れて、含塵気流と水性気流との接触・衝突の機会が減ったり、含塵水性気流の一部がチャンバ外に漏れ出ることがある。
【0010】
また、含塵水性気流から粉塵等の除去された浄化気流が円筒状処理チャンバ外に排出される排気部から、粉塵等を含む含塵水性気流や粉塵等を含まない水性気流が放出されることがある。
【0011】
また、円筒状処理チャンバの接線方向に配置された噴霧ノズルから噴射される水性気流は末広がりの略円錐状をしているので、噴射された水性気流の一部がチャンバの内壁面に当たって、内壁面を濡らすことに費やされて、粉塵等に対して直接的に衝突して粉塵等を捕捉することが少なくなる。
【0012】
さらにまた、円筒状処理チャンバの出口側には、含塵水性気流を凝結させてスラリー廃液として回収するスラリー回収装置が設けられているが、スラリー回収装置に回収された含塵水性気流が含塵気流処理装置側に逆流して、粉塵等の回収効率が悪いという問題がある。
【0013】
また、水単独の水性気流と粉塵等との濡れ性が悪いために、粉塵等が水性気流に弾かれて水性気流に捕捉されにくい。また、円筒状処理チャンバの濡れた内壁面に一時的にトラップされた粉塵等も離脱してしまう。したがって、粉塵等の捕集効率が悪い。さらに、噴霧される水は、粉塵等の凝着能力が低いために多量の水を噴霧する必要がある。したがって、噴霧された多量のスラリー廃水を処理するための設備や費用も必要となる。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明が解決しようとする課題は、含塵気流中に含まれる粉塵等を効率良く捕集するサイクロン集塵機を提供することである。
【0015】
【課題を解決するための手段・作用・効果】
上記技術的課題を解決するために、本発明は、少なくとも界面活性剤を含む薬液水溶液を薬液気流として、円筒状処理チャンバ内を旋回する含塵気流に対して接線方向に吹付ける薬液吹付け装置と、薬液気流と含塵気流とが接触・衝突して生成された含塵薬液気流を凝結させたあと、浄化気流とスラリー廃液とに分別する含塵気流処理装置とを備えるサイクロン集塵機であって、薬液気流と含塵気流との接触衝突度合を高める接触衝突改良手段をさらに備えることを特徴としている。
【0016】
サイクロン式集塵機においては、略円筒状処理チャンバ内に接線方向に導入された含塵気流や薬液気流が、略円筒状処理チャンバ内を旋回運動している。旋回運動の過程で、含塵気流中の固形成分(粉塵や浮遊微粒子)や薬液気流中の液状成分(薬液泡沫や薬液霧)や薬液気流中に溶解したガス状環境汚染物質が、遠心力によって径方向に運ばれるとともに、各気流中の空気が略円筒状処理チャンバの軸方向に運ばれる。すなわち、略円筒状処理チャンバ内に導入される気流中の固形成分や液状成分と、各気流中の空気とが、それぞれ別個の方向に分離される。
【0017】
含塵気流中の固形成分(粉塵や浮遊微粒子)と薬液気流中の液状成分(泡沫や霧)とが旋回しながら径方向に移動する過程において互いに接触や衝突を繰り返すこと、及び、薬液気流中に溶解したガス状環境汚染物質と薬液気流中の液状成分(泡沫や霧)とが軸方向に移動する過程において接触や衝突を繰り返すことによって、粉塵や浮遊微粒子やガス状環境汚染物質が薬液気流(泡沫や霧)に取り込まれる。また、径方向に運ばれた薬液気流が略円筒状処理チャンバの内壁面に付着して内壁面が濡れるので、径方向に運ばれた粉塵等がトラップされる。したがって、含塵気流中に含まれる粉塵や浮遊微粒子やガス状環境汚染物質は、薬液水溶液により高効率で捕集される。
【0018】
建造物解体現場や廃棄物処理場等の微粉末取扱現場では、大粒子の粉塵と、空中に浮遊して人体に悪影響を及ぼす浮遊微粒子(粒径が大略10μmより小さい)と、有害ガスやダイオキシン等のガス状環境汚染物質とが併存している。これらの粉塵や浮遊微粒子やガス状環境汚染物質を含む含塵気流が集塵対象物である。
【0019】
粉塵は大粒子(粒径が大略10μmより大きい)であるので、その捕集が比較的容易である。しかしながら、浮遊微粒子は、非常に微小な粒子で表面張力が大きいので、その捕集が一般に困難である。
【0020】
少なくとも界面活性剤を含む薬液水溶液は、その表面張力が小さいので、浮遊微粒子に対して濡れ易く、すなわち浮遊微粒子と容易になじむ。したがって、非常に微小な粒子で表面張力の大きい浮遊微粒子であっても、界面活性剤を含む薬液水溶液に親和しながら取り込まれる。薬液水溶液は、含塵気流に対して、薬液吹付け装置によって霧及び/又は泡沫の形態で薬液気流として吹付けられる。
【0021】
含塵気流が霧及び/又は泡沫の形態での薬液気流に接すると、粉塵や浮遊微粒子が薬液気流に衝突捕集されたりガス状環境汚染物質が薬液気流に溶解したりして、含塵気流中に含まれる各種塵(粉塵や浮遊微粒子やガス状環境汚染物質)が薬液気流中に取り込まれた含塵薬液気流となる。含塵気流処理装置内では、含塵薬液気流同士が接触・衝突したり、含塵薬液気流が装置の内壁面に接触・衝突したりすることによって、含塵薬液気流が凝結してスラリー廃液となる。スラリー廃液は、スラリー廃液回収装置で回収される。
【0022】
したがって、含塵気流中に含まれる粉塵や浮遊微粒子やガス状環境汚染物質は、薬液水溶液により高効率で捕集される。少量の薬液水溶液を吹き付けるだけでよいので、生成されるスラリー廃水が少なくて済み、その処理設備費用や設備運転費用も安くなる。
【0023】
そして、サイクロン集塵機が、薬液気流と含塵気流との接触衝突度合を高める接触衝突改良手段をさらに備えているので、含塵気流中に含まれる粉塵等をさらに効率良く捕集することができる。
【0024】
含塵気流処理装置は、含塵気流が円筒状処理チャンバ内に接線方向に導入される導入部を有し、該導入部は、円筒状処理チャンバの近傍に含塵気流の流れに略並行に延在する、接触衝突改良手段としての整流部材を有する。
【0025】
導入部内に、含塵気流の流れに略並行に延在する、接触衝突改良手段としての整流部材を設けることによって、含塵気流が略円筒状処理チャンバ内に接線方向に導入されて薬液気流と接触・衝突して含塵薬液気流となるときに、導入部近傍で含塵薬液気流が乱れて、その一部がチャンバ外に漏れ出ることが防止される。したがって、含塵気流中に含まれる粉塵等が効率良く捕集される。なお、含塵気流の流れに略並行に延在する整流部材は、複数の板状体を垂直方向や水平方向や斜め方向に並べて配置したり、井桁状やハニカム状に組んだものを設置することができる。
【0026】
含塵気流処理装置は、円筒状処理チャンバの略中央部にあって、浄化気流が円筒状処理チャンバ外に排出される排気部を有し、該排気部の排気口周辺の外縁部には、該排気口近傍に集められた含塵薬液気流を円筒状処理チャンバの壁面側に拡散させる、接触衝突改良手段としての拡散部材を有する。
【0027】
上記構成によれば、排気部の排気口周辺の外縁部に設けられて、該排気口近傍に集められた含塵薬液気流を円筒状処理チャンバの壁面側に拡散させる接触衝突改良手段としての拡散部材によって、含塵薬液気流が円筒状処理チャンバの壁面側に拡散されて、旋回している気流中に戻される。したがって、含塵気流から粉塵等の除去された浄化気流が、粉塵等を含む含塵薬液気流や粉塵等を含まない薬液気流が排気部から放出されることが防止される。その結果、含塵気流中に含まれる粉塵等が効率良く捕集される。
【0028】
拡散部材は、排気部の排気口周辺の外縁部において、壁面側に向けて略水平方向、斜め上向きあるいは斜め下向きに延在する、いわゆるツバ状に構成することができる。拡散部材は、斜め下向きに延在する、すなわち、上方から下方に向けて壁面側に延在する斜面を有することが、含塵薬液気流の流れを乱しにくくするので好ましい。このとき、底面側が閉じられている方が含塵薬液気流の流れを乱しにくくするので、底面を閉じるか、斜め下向きの斜面に連続して斜め上向きの斜面を設けることがさらに好ましい。
【0029】
薬液吹付け装置は、円筒状処理チャンバの内壁側に沿って、縦長に偏平した楕円状の薬液気流を噴霧する、接触衝突改良手段としての楕円状噴霧部材を有する。
【0030】
上記構成によれば、チャンバの接線方向に配置された楕円状噴霧部材すなわち楕円状噴霧ノズルから噴射される薬液気流は縦長に偏平した楕円状であるので、噴射された薬液気流の一部が処理チャンバの内壁面に当たることが大幅に低減されるので、粉塵等に対して直接的に衝突する機会が増大して、粉塵等を捕捉しやすくなり、含塵気流中に含まれる粉塵等が効率良く捕集される。
【0031】
含塵気流処理装置は、円筒状処理チャンバの内壁側に沿って、周方向に少なくとも一つ追加設置された、接触衝突改良手段としての薬液吹付け装置をさらに備える。
【0032】
複数の薬液吹付け装置を周方向と直交する方向(すなわち軸方向)に並べて設置することもできるが、薬液吹付け装置を周方向に少なくとも一つ追加設置することによって、薬液気流が円筒状処理チャンバ内に滞在する時間が長くなるので、含塵気流中に含まれる粉塵等が効率良く捕集される。
【0033】
円筒状処理チャンバの出口側には、含塵薬液気流を凝結させてスラリー廃液として回収するスラリー回収装置が設けられており、円筒状処理チャンバとスラリー回収装置との境界付近には、上方から下方に向けて壁面側に延在する斜面を有する円錐形状をした、接触衝突改良手段としての逆流防止部材を有する。
【0034】
円筒状処理チャンバとスラリー回収装置との境界付近に、軸方向の上方から下方に向けて壁面側に延在する斜面を有する円錐形状をした、接触衝突改良手段としての逆流防止部材を設けることにより、スラリー回収装置に回収された含塵水性気流が円筒状処理チャンバ内に逆流することが防止される。
【0035】
逆流防止部材は、円錐体の底部を塞ぐ底板を有さない構成とすることもできるが、円錐体の底部を塞ぐ底板を有する構成が好ましい。このように構成することによって、逆流防止部材の底部近傍まで上昇してきた含塵水性気流がスラリー回収装置の側に戻される。
【0036】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しながら、本発明に係るサイクロン集塵機について詳細に説明する。本発明に係るサイクロン集塵機は、建造物解体工事現場や砕石現場や粉体製造工場等の作業中に発生する粉塵や浮遊微粒子やガス状環境汚染物質(NH3,NOx,SO2,ダイオキシン類)を含む含塵気流を集塵機内部に導いたあと、浄化された空気を外部に放出するために使用される。
【0037】
まず、図1を参照しながら、本発明のサイクロン集塵機2の基本構造について説明する。
【0038】
図1に示すように、サイクロン集塵機2は、含塵気流処理装置10と、含塵気流処理装置10の直下に設けられたスラリー回収装置20と、含塵気流処理装置10に薬液水溶液を薬液気流として吹付ける薬液吹付け装置30,40とから構成されている。薬液吹付け装置は、薬液噴霧装置30又は薬液泡沫吹き付け装置40の少なくとも一方を含んでなる。
【0039】
略円筒状をした含塵気流処理装置10は、その上部に略円筒状の渦巻き室12とその下部に先細に絞られた略円錐状の捕集室13とを有する円筒状処理チャンバ11と、渦巻き室12の上部側壁に設けられた導入部14、泡沫ノズル16及び噴霧ノズル17と、渦巻き室12の中心部に軸方向に延在する排気部18とを備えている。導入部14は、渦巻き室12の接線方向に延在するように設けられている。軸方向に並列配置された泡沫ノズル16及び噴霧ノズル17は、導入部14に対向するように渦巻き室12の接線方向に延在するように設けられている。オプションとして、陽イオン噴流手段としてのイオナイザ50を導入部14に設けることができる。
【0040】
イオナイザ50は、浮遊微粒子に向けて正に帯電した粒子をコンプレッサーからの低圧圧縮空気によって噴出させて、粉塵や浮遊微粒子を正に帯電させるものである。ところで、界面活性剤として使用されるアルファスルホン酸ナトリウム塩は、アニオン系であり、陰イオンの末端基を有する。アルファスルホン酸ナトリウム塩を含む泡沫や霧は、全体として負に帯電している。したがって、正に帯電した粉塵や浮遊微粒子と負に帯電した泡沫や霧との間に静電引力が作用するために、両者が結び付きやすくなり、捕集能力が向上する。
【0041】
1流体型の泡沫ノズル16には薬液泡沫吹き付け装置40が接続されている。薬液泡沫吹き付け装置40は、泡沫用薬液水溶液46を貯蔵する泡沫用薬液タンク42と、吸引部47から吸い上げた泡沫用薬液水溶液46を吐出部48から吐出するポンプ44と、泡沫ノズル16に接続される泡沫用配管49とを備えている。ポンプ44と泡沫用配管49との間には、泡沫用薬液水溶液46と圧縮空気とを混合して泡沫を発生させる発泡器(不図示)が設けられている。
【0042】
同様に、複数の2流体型の噴霧ノズル17のそれぞれには薬液噴霧装置30が接続されている。薬液噴霧装置30は、噴霧用薬液水溶液36を貯蔵する噴霧用薬液タンク32と、吸引部37から吸い上げられた噴霧用薬液36を吐出部38から吐出するポンプ34と、噴霧ノズル17に接続される噴霧用配管39とを備えている。ポンプ34と噴霧用配管39との間には、噴霧用薬液水溶液36と圧縮空気とを混合して霧を発生させる霧発生器(不図示)が設けられている。なお、噴霧ノズル17は、100μm程度の比較的大きな霧でよい場合、1流体型ノズルも使用可能である。圧縮空気及び薬液水溶液の圧力及び流量を調節することによって、霧サイズを比較的自由にコントロールでき、且つ、霧を50μmよりさらに微細化することのできる、2流体型ノズルが好ましい。
【0043】
捕集室13の下部には、スラリー回収装置20が接続されている。スラリー回収装置20は、略円筒状で下部が先細に絞られた回収チャンバ21と、先細部の下端に設けられた開閉用のバルブ26と、バルブ26の下端に設けられた排出部28と、廃液56を貯蔵する廃液回収容器54とを備えている。
【0044】
各薬液タンク32,42には、界面活性剤や結合剤等が調合された薬液水溶液が貯蔵されている。薬液水溶液は、捕集・除去すべき浮遊微粒子やガス状環境汚染物質に応じて、液の組成や濃度やpH(水素イオン濃度)を泡沫用又は霧用として適宜個別に調合することもできるが、本実施形態では同じ組成や濃度やpHにしている。薬液水溶液としては、典型的には、界面活性剤として、例えば、AOS(αオレフィンスルフォン酸ナトリウム塩)原液1(体積で)に対して、水1500(体積で)が加えられた約0.07体積%の薬液水溶液が使用される。
【0045】
次に、基本構造をした上記サイクロン集塵機2の動作について説明する。
【0046】
粉塵や浮遊微粒子やガス状環境汚染物質を含む高速(例えば20〜25m/秒)の含塵気流60が、渦巻き室12の略円筒状の側壁面に沿って、接線方向に導入部14から導入される。含塵気流60は渦巻き室12の内部で旋回運動を行う。
【0047】
AOSを約0.07体積%含む薬液水溶液は、薬液気流として、渦巻き室12の略円筒状の側壁面に沿って、接線方向に吹き付けられる。すなわち、泡沫ノズル16からは泡沫62として、そして噴霧ノズル17からは霧64として、それぞれ、吹き付けられる。
【0048】
略円筒状の渦巻き室12の内部では、含塵気流60と、泡沫62及び霧64の形態で供給された薬液気流とが、略円筒状円筒状処理チャンバ11内を旋回運動して、旋回気流66が生成されている。含塵気流60中の固形成分(粉塵や浮遊微粒子)や薬液気流中の液状成分(泡沫62や霧64)や薬液気流中に溶解したガス状環境汚染物質は、遠心力によって径方向に運ばれる。それとともに、各気流中の空気は円筒状処理チャンバ11の上向き軸方向に運ばれる。
【0049】
含塵気流60中の固形成分(粉塵や浮遊微粒子)と薬液気流中の液状成分(泡沫62や霧64)とが遠心力で径方向に移動する過程において、両者が相互且つ頻繁に接触や衝突を繰り返すことによって、粉塵は主として泡沫62に捕集され、浮遊微粒子は主として霧64に捕集されて、含塵薬液気流となる。ガス状環境汚染物質は、泡沫62及び霧64に溶解して取り込まれる。また、旋回しながら径方向に運ばれた薬液気流が円筒状処理チャンバ11の内壁面に付着して内壁面が薬液水溶液で濡れるので、径方向に運ばれた粉塵や浮遊微粒子やガス状環境汚染物質が薬液水溶液で濡れた内壁面にトラップされる。したがって、含塵気流中に含まれる粉塵や浮遊微粒子やガス状環境汚染物質は、薬液水溶液により高効率で捕集される。
【0050】
円筒状処理チャンバ11の内部で、含塵薬液気流同士の衝突や、含塵薬液気流のチャンバ11の内壁面への衝突を繰り返すことによって、含塵薬液気流に含まれる微小液滴が凝結したスラリー廃液が生成される。生成されたスラリー廃液は、スラリー廃液回収装置20で回収される。スラリー廃液回収装置20のスラリー回収チャンバ21では、金属フィルター(不図示)によって、スラリー廃液の固形成分及び液状成分が、それぞれ、スラリー回収室22及び廃液回収容器54に、分離回収される。すなわち、サイクロン集塵機2を長時間作動させたあと、固形スラリーがスラリー回収室22に所定量堆積すると、固形スラリーが取り除かれる。同様に、先細部に溜まった廃液56はバルブ26を開いて廃液回収容器54に溜められたあと、廃液56は所定量溜められたあと、取り除かれる。
【0051】
上記サイクロン集塵機2の集塵効果を、以下のような方法で定量的に確認した。
【0052】
すなわち、AOSを約0.07体積%含む薬液水溶液を、特別な接触衝突改良手段を設けない基本構造の場合と、本発明の実施形態として以下に説明する様々な接触衝突改良手段を設けた場合とを比較した。いずれの場合も、供給粉塵量1320mg/m3、サンプリング吸引速度10m3/分、測定時間2分、吹き付け液体量1リットル/時間という大略同じ測定条件で行っている。そして、TSI社製のダストトラック エアロゾル モニタ(モデル8520)を用いて、集塵機の排気部18から排出される浄化気流68中に含まれる粉塵濃度を測定した。基本構造のものを100として、様々な接触衝突改良手段を設けた場合の粉塵濃度を相対的に比較した。
【0053】
次に、図2を参照しながら、本発明の第1実施形態に係るサイクロン集塵機2について説明する。図2は、サイクロン集塵機2の円筒状処理チャンバ11を上面から模式的に見た図である。
【0054】
図2に示すように、導入部14の内部には、円筒状処理チャンバ11の近傍に含塵気流の流れに略並行に延在する、接触衝突改良手段としての整流部材、すなわち整流板70が設けられている。図2に示した整流板70は、複数の板状体から構成されており、イオナイザ50の導入口と円筒状処理チャンバ11の導入口との間に配置されており、含塵気流の流れに略並行であり且つ円筒状処理チャンバ11の軸方向(すなわち垂直方向)に延在している。粉塵濃度を測定すると、約5であり、含塵気流中に含まれる粉塵等が、極めて効率良く捕集されていた。
【0055】
なお、整流板70は、複数の板状体を水平方向や斜め方向に並行配置したり、あるいは、井桁状やハニカム状に組んだものを配置することができる。
【0056】
次に、図3を参照しながら、本発明の第2実施形態に係るサイクロン集塵機2について説明する。図3は、サイクロン集塵機2の円筒状処理チャンバ11を上面から模式的に見た図である。
【0057】
図3に示すように、接触衝突改良手段としての薬液吹付け装置30,40の泡沫ノズル16及び噴霧ノズル17(図では左側のもの)が追加設置されており、左右の薬液吹付け装置30,40の泡沫ノズル16及び噴霧ノズル17が周方向に離間配置されている。左右の泡沫ノズル16及び噴霧ノズル17は、それぞれ、円筒状処理チャンバ11の接線方向を向いている。粉塵濃度を測定すると、約3であり、含塵気流中に含まれる粉塵等が、極めて効率良く捕集されていた。なお、複数の薬液吹付け装置30,40の泡沫ノズル16及び噴霧ノズル17を追加設置することができる。
【0058】
次に、図4を参照しながら、本発明の第3実施形態に係るサイクロン集塵機2について説明する。図4は、サイクロン集塵機2の円筒状処理チャンバ11に拡散部材72を設けたことを模式的に示す図である。
【0059】
図4(A)に示すように、接触衝突改良手段としての拡散部材72が、排気部18の排気口19周辺の外縁部に設けられている。拡散部材72は、排気口19近傍に集められた含塵薬液気流を円筒状処理チャンバ11の壁面側に拡散させるものである。図4(A)の拡散部材72は、壁面側に向けて略水平方向に延在するツバ状形状をしている。粉塵濃度を測定すると、約3.5であり、含塵気流中に含まれる粉塵等が、極めて効率良く捕集されていた。
【0060】
なお、拡散部材72のツバ状形状は、斜め上向きあるいは斜め下向きに延在していてもよい。さらに、図4(B)の拡散部材72は、斜め下向きに延在する、すなわち、上方から下方に向けて壁面側に延在する斜面を有している。このように構成することにより、含塵薬液気流の流れを乱しにくくすることができる。図4(C)の拡散部材72は、斜め下向きの斜面に連続して斜め上向きの斜面を備えている。このように構成することにより、含塵薬液気流の流れをさらに乱しにくくすることができる。
【0061】
次に、図5を参照しながら、本発明の第4実施形態に係るサイクロン集塵機2について説明する。図5(A)は、サイクロン集塵機2の円筒状処理チャンバ11に設置された楕円状噴霧ノズル16’,17’を上方から見た模式図である。図5(B)は、その側面図であり、図5(C)は、楕円状噴霧ノズル16’,17’からの噴霧状態を示す模式図である。
【0062】
図5に示すように、円筒状処理チャンバ11の接線方向に配置された接触衝突改良手段としての楕円状噴霧部材すなわち楕円状噴霧ノズル16’,17’が、軸方向に縦長に楕円状に偏平した末広がりの薬液気流を噴射している。軸方向に縦長に偏平した楕円状に噴射された薬液気流は、その一部が処理チャンバ11の内壁面に当たることが大幅に低減されるので、粉塵等に対して直接的に衝突する機会が増大して、粉塵等を捕捉しやすくなる。粉塵濃度を測定すると、約3.5であり、含塵気流中に含まれる粉塵等が、極めて効率良く捕集されていた。
【0063】
次に、図6を参照しながら、本発明の第5実施形態に係るサイクロン集塵機2について説明する。図6(A)は、サイクロン集塵機2の円筒状処理チャンバ11と回収チャンバ21との境界に設置された逆流防止部材74を側面から見た模式図である。図6(B)は、底板76のない逆流防止部材74の模式図であり、図6(C)は、底板76のある逆流防止部材74の模式図である。
【0064】
図6に示すように、円筒状処理チャンバ11の捕集室13と回収チャンバ21との境界には、接触衝突改良手段としての逆流防止部材74が、設けられている。逆流防止部材74は、上方から下方に向けて壁面側に延在する斜面を有する円錐形状をしている。図6(B)に示した逆流防止部材74は、円錐体の底部を塞ぐ底板76を有さない構成のものである。逆流防止部材74を設けることにより、スラリー回収装置20に回収された含塵水性気流が円筒状処理チャンバ11内に逆流することが防止される。粉塵濃度を測定すると、約2.7であり、含塵気流中に含まれる粉塵等が、極めて効率良く捕集されていた。図6(C)に示した逆流防止部材74は、円錐体の底部を塞ぐ底板76を有する構成のものである。底板76付の逆流防止部材74を設けることにより、逆流防止部材の底部76の近傍まで上昇(逆流)してきた含塵水性気流がスラリー回収装置20の側に戻される。粉塵濃度を測定すると、約2.6であり、含塵気流中に含まれる粉塵等が、極めて効率良く捕集されていた。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明のサイクロン集塵機の基本構成を示す図である。
【図2】 本発明の第1実施形態に係るサイクロン集塵機を示す図である。
【図3】 本発明の第2実施形態に係るサイクロン集塵機を示す図である。
【図4】 本発明の第3実施形態に係るサイクロン集塵機を示す図である。(A)は一実施例としての拡散部材を示し、(B)は他の実施例の拡散部材を示し、(C)はさらに他の実施例の拡散部材を示す。
【図5】 本発明の第4実施形態に係るサイクロン集塵機を示す図である。(A)は円筒状処理チャンバ内に配置された楕円状噴霧ノズルを上方から見た模式図であり、(B)は(A)を側面から見た模式図であり、(C)は楕円状噴霧ノズルからの噴霧状態を模式的に示す図である。
【図6】 本発明の第5実施形態に係るサイクロン集塵機を示す図である。(A)は円筒状処理チャンバと回収チャンバとの境界に設置された逆流防止部材を側面から見た模式図であり、(B)は底板のない逆流防止部材の模式図であり、(C)は底板のある逆流防止部材の模式図である。
【符号の説明】
2 サイクロン集塵機
10 含塵気流処理装置
11 円筒状処理チャンバ
12 渦巻き室
13 捕集室
14 導入部
16 泡沫ノズル
16’ 楕円状泡沫ノズル
17 噴霧ノズル
17’ 楕円状噴霧ノズル
18 排気部
19 排気口
20 スラリー回収装置
21 回収チャンバ
22 スラリー回収室
26 バルブ
28 排出部
30 薬液噴霧装置
32 噴霧用薬液タンク
34 ポンプ
36 噴霧用薬液
37 吸引部
38 吐出部
39 噴霧用配管
40 薬液泡沫吹き付け装置
42 泡沫用薬液タンク
44 ポンプ
46 泡沫用薬液
47 吸引部
48 吐出部
49 泡沫用配管
50 イオナイザ
54 廃液回収容器
56 廃液
60 含塵気流
62 泡沫
64 霧
66 旋回気流
68 浄化気流
70 整流板
72 拡散部材
74 逆流防止部材
76 底板[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a dust collector for removing dust and the like. In particular, the present invention relates to dust, suspended particulates and gaseous environmental pollutants (hereinafter referred to as dust etc.) that are generally generated and removed at powder handling sites such as building demolition sites and waste disposal sites. It is related to a cyclone dust collector that collects efficiently.
[0002]
[Prior art]
In powder decommissioning sites such as building demolition sites and waste disposal sites, fine particles that are harmful to the human body continue to float in the air for a long time, and gaseous environmental pollutants such as harmful gases and dioxins are scattered. Yes.
[0003]
For example, it is common practice to remove suspended particulates using a cyclone dust collector, but the conventional cyclone dust collector has the following problems.
[0004]
In conventional dry cyclone dust collectors, in principle, suspended fine particles having a particle diameter of less than 5 μm cannot be collected, and gaseous environmental pollutants such as harmful gases and dioxins cannot be collected.
[0005]
Moreover, a cyclone scrubber is used as a wet cyclone dust collector that collects dust, airborne particulates, and gaseous environmental pollutants (such as dust) (see, for example, Patent Document 1).
[Patent Document 1]
JP 2000-42338 A
[0006]
In the cyclone scrubber disclosed in Patent Document 1, water droplets injected into a dust-containing air flow capture relatively large size impurities, and an ultra fine aqueous mist captures relatively small size impurities, particularly chemical substances. .
[0007]
However, the conventional cyclone scrubber has the following problems.
[0008]
The collection efficiency in which water droplets and ultra-fine aqueous mist (aqueous airflow) jetted into a dusty airflow collide against dust etc. and capture dust etc. is for various reasons explained below, Not very expensive.
[0009]
That is, when the dust-containing airflow is introduced into the cylindrical processing chamber and comes into contact with and collides with the aqueous airflow to become a dust-containing aqueous airflow, the dust-containing airflow is disturbed in the vicinity of the introduction portion, and the dust-containing airflow and the aqueous airflow are The chance of contact / collision may be reduced, and a part of the dusty water current may leak out of the chamber.
[0010]
In addition, a dust-containing aqueous stream containing dust or an aqueous stream containing no dust is released from the exhaust section where the purified air stream from which dust or the like has been removed from the dust-containing aqueous stream is discharged outside the cylindrical processing chamber. There is.
[0011]
In addition, since the aqueous air flow ejected from the spray nozzle arranged in the tangential direction of the cylindrical processing chamber has a substantially conical shape spreading toward the end, a part of the ejected aqueous air flow hits the inner wall surface of the chamber, As a result, it is less likely that the dust and the like will be caught by directly colliding with the dust and the like.
[0012]
Furthermore, a slurry recovery device is provided on the outlet side of the cylindrical processing chamber to condense the dust-containing aqueous stream and collect it as slurry waste liquid. There is a problem that the efficiency of collecting dust or the like is poor due to the reverse flow toward the airflow treatment device.
[0013]
Moreover, since the wettability of water alone with an aqueous air stream and dust or the like is poor, the dust is repelled by the aqueous air stream and is not easily captured by the aqueous air stream. Also, dust and the like temporarily trapped on the wet inner wall surface of the cylindrical processing chamber are separated. Therefore, dust collection efficiency is poor. Furthermore, since the water to be sprayed has a low adhesion ability such as dust, it is necessary to spray a large amount of water. Therefore, facilities and costs for treating a large amount of sprayed slurry wastewater are also required.
[0014]
[Problems to be solved by the invention]
Therefore, the problem to be solved by the present invention is to provide a cyclone dust collector that efficiently collects dust and the like contained in a dust-containing airflow.
[0015]
[Means / Actions / Effects to Solve Problems]
In order to solve the above technical problem, the present invention provides a chemical solution spraying apparatus that sprays a chemical solution aqueous solution containing at least a surfactant as a chemical solution airflow in a tangential direction with respect to a dust-containing airflow swirling in a cylindrical processing chamber. And a dust-containing airflow treatment device that condenses the dust-containing chemical airflow generated by contact and collision between the chemical airflow and the dust-containing airflow, and then separates the purified airflow and slurry waste liquid into a cyclone dust collector, Further, it is characterized by further comprising contact collision improving means for increasing the degree of contact collision between the chemical liquid airflow and the dust-containing airflow.
[0016]
In the cyclone type dust collector, a dust-containing air flow or a chemical liquid air flow introduced into the substantially cylindrical processing chamber in a tangential direction is swirling in the substantially cylindrical processing chamber. During the swirl motion, solid components (dust and airborne particles) in the dusty air current, liquid components (chemical liquid foam and chemical mist) in the chemical air current, and gaseous environmental pollutants dissolved in the chemical air current are caused by centrifugal force. While being carried in the radial direction, air in each air stream is carried in the axial direction of the substantially cylindrical processing chamber. That is, the solid component or liquid component in the airflow introduced into the substantially cylindrical processing chamber and the air in each airflow are separated in different directions.
[0017]
Repeated contact and collision between the solid component (dust and airborne particles) in the dust-containing airflow and the liquid component (foam and mist) in the chemical airflow while moving in the radial direction while turning, and in the chemical airflow Gaseous environmental pollutants and liquid environmental components (foam and mist) dissolved in the liquid flow (foam and mist) are repeatedly contacted and collided in the process of moving in the axial direction. (Foam or fog) Further, since the chemical liquid flow carried in the radial direction adheres to the inner wall surface of the substantially cylindrical processing chamber and the inner wall surface gets wet, dust carried in the radial direction is trapped. Therefore, dust, suspended particulates, and gaseous environmental pollutants contained in the dust-containing airflow are collected with high efficiency by the aqueous chemical solution.
[0018]
At the site of demolition of buildings and the site of handling fine powders such as waste disposal sites, large particles, suspended fine particles that float in the air and have an adverse effect on the human body (particle size is roughly less than 10 μm), harmful gases and dioxins Coexist with gaseous environmental pollutants such as A dust-containing airflow containing these dusts, suspended particulates, and gaseous environmental pollutants is a dust collection target.
[0019]
Since dust is large particles (particle size is generally larger than about 10 μm), the collection is relatively easy. However, the suspended fine particles are very fine particles and have a large surface tension, and thus are generally difficult to collect.
[0020]
The aqueous solution of a chemical solution containing at least a surfactant has a small surface tension, so that it easily wets the suspended fine particles, that is, easily adapts to the suspended fine particles. Therefore, even very fine particles and suspended fine particles having a large surface tension are taken in with affinity for a chemical aqueous solution containing a surfactant. The aqueous chemical solution is sprayed as a chemical airflow in the form of mist and / or foam by a chemical spraying device against the dust-containing airflow.
[0021]
When the dust-containing air current is in contact with a chemical air stream in the form of mist and / or foam, dust and airborne particles are collided and collected in the chemical air stream, and gaseous environmental pollutants are dissolved in the chemical air stream. Various dusts contained therein (dust, suspended particulates and gaseous environmental pollutants) become a dust-containing chemical liquid air flow that is taken into the chemical liquid air flow. In the dusty airflow treatment device, the dusty chemical liquid airflow contacts and collides with each other, or the dusty chemical liquid airflow contacts and collides with the inner wall surface of the device, causing the dusty chemical liquid airflow to condense and the slurry waste liquid. Become. The slurry waste liquid is recovered by a slurry waste liquid recovery device.
[0022]
Therefore, dust, suspended particulates, and gaseous environmental pollutants contained in the dust-containing airflow are collected with high efficiency by the aqueous chemical solution. Since it is only necessary to spray a small amount of the chemical aqueous solution, less slurry wastewater is generated, and the processing equipment cost and equipment operation cost are reduced.
[0023]
And since the cyclone dust collector is further provided with the contact collision improvement means which raises the contact collision degree of a chemical | medical solution airflow and a dust containing air current, the dust etc. which are contained in a dust containing air current can be collected still more efficiently.
[0024]
The dust-containing airflow processing apparatus has an introduction portion in which the dust-containing airflow is introduced into the cylindrical processing chamber in a tangential direction, and the introduction portion is substantially parallel to the flow of the dust-containing airflow in the vicinity of the cylindrical processing chamber. It has a rectifying member that extends as a contact collision improving means.
[0025]
By providing a flow straightening member as a contact collision improving means that extends substantially parallel to the flow of the dust-containing airflow in the introduction portion, the dust-containing airflow is introduced into the substantially cylindrical processing chamber in a tangential direction and When the dust-containing chemical liquid air flow is brought into contact with and collided, the dust-containing chemical liquid air flow is disturbed in the vicinity of the introduction portion, and a part thereof is prevented from leaking out of the chamber. Therefore, dust contained in the dust-containing airflow is collected efficiently. The rectifying member that extends substantially parallel to the flow of the dust-containing airflow is arranged by arranging a plurality of plate-like bodies arranged in the vertical direction, the horizontal direction, or the oblique direction, or by installing them in a cross-beam shape or a honeycomb shape. be able to.
[0026]
The dust-containing airflow processing device has an exhaust part at a substantially central part of the cylindrical processing chamber and from which the purified airflow is exhausted to the outside of the cylindrical processing chamber. It has a diffusion member as contact collision improving means for diffusing the dust-containing chemical liquid flow collected in the vicinity of the exhaust port to the wall surface side of the cylindrical processing chamber.
[0027]
According to the above configuration, diffusion as a contact collision improving means provided on the outer edge portion around the exhaust port of the exhaust unit and diffusing the dust-containing chemical liquid flow collected near the exhaust port toward the wall surface side of the cylindrical processing chamber. By the member, the dust-containing chemical liquid flow is diffused to the wall surface side of the cylindrical processing chamber and returned to the swirling air flow. Accordingly, the purified airflow from which dust or the like has been removed from the dusty airflow is prevented from being discharged from the exhaust section as a dusty chemical airflow containing dust or the like or a chemical airflow not containing dust or the like. As a result, dust and the like contained in the dust-containing airflow are efficiently collected.
[0028]
The diffusing member can be configured in a so-called brim shape that extends substantially horizontally, obliquely upward, or obliquely downward toward the wall surface at the outer edge portion around the exhaust port of the exhaust portion. It is preferable that the diffusing member has a slope extending obliquely downward, that is, having a slope extending from the upper side to the lower side toward the wall surface, because the flow of the dust-containing chemical liquid airflow is hardly disturbed. At this time, it is more preferable to close the bottom surface or to provide an obliquely upward slope in succession to the obliquely downward slope since the bottom face side is less likely to disturb the flow of the dust-containing chemical liquid flow.
[0029]
The chemical spraying apparatus has an elliptical spray member as a contact collision improving means for spraying a vertically long elliptical chemical liquid flow along the inner wall side of the cylindrical processing chamber.
[0030]
According to the above configuration, since the chemical liquid flow ejected from the elliptical spray member arranged in the tangential direction of the chamber, i.e., the elliptical spray nozzle, is a vertically long elliptical shape, a part of the ejected chemical liquid flow is processed. Since the impact on the inner wall surface of the chamber is greatly reduced, the chance of directly colliding with dust etc. increases, making it easier to capture dust etc., and the dust contained in the dust-containing airflow is efficiently It is collected.
[0031]
The dust-containing airflow processing device further includes a chemical spraying device as a contact collision improving means, which is additionally installed in the circumferential direction along the inner wall side of the cylindrical processing chamber.
[0032]
Multiple chemical spraying devices can be installed side by side in the direction orthogonal to the circumferential direction (that is, the axial direction), but by adding at least one chemical spraying device in the circumferential direction, the chemical airflow can be processed cylindrically. Since the time for staying in the chamber becomes longer, the dust contained in the dust-containing airflow is efficiently collected.
[0033]
On the outlet side of the cylindrical processing chamber, there is provided a slurry recovery device for condensing the dust-containing chemical liquid stream and recovering it as slurry waste liquid. The vicinity of the boundary between the cylindrical processing chamber and the slurry recovery device is below from above A backflow prevention member serving as a contact collision improving means having a conical shape having a slope extending toward the wall surface.
[0034]
By providing a backflow preventing member as a contact collision improving means having a conical shape having a slope extending from the upper side to the lower side in the axial direction toward the wall surface in the vicinity of the boundary between the cylindrical processing chamber and the slurry recovery device. The dust-containing aqueous air stream recovered by the slurry recovery apparatus is prevented from flowing back into the cylindrical processing chamber.
[0035]
The backflow preventing member may be configured not to have a bottom plate that closes the bottom of the cone, but preferably has a bottom plate that closes the bottom of the cone. By comprising in this way, the dust containing aqueous airflow which rose to the bottom part vicinity of the backflow prevention member is returned to the slurry collection | recovery apparatus side.
[0036]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a cyclone dust collector according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The cyclone dust collector according to the present invention includes dust, suspended particulates and gaseous environmental pollutants (NH) generated during work at a building demolition work site, a crushed stone site, a powder manufacturing plant, and the like. 3 , NO x , SO 2 , Dioxins) is used to discharge the purified air to the outside after the dust-containing airflow including the dioxins) is introduced into the dust collector.
[0037]
First, the basic structure of the
[0038]
As shown in FIG. 1, the
[0039]
The dust-containing
[0040]
The
[0041]
A chemical liquid
[0042]
Similarly, a
[0043]
A
[0044]
Each of the chemical
[0045]
Next, the operation of the
[0046]
A high-speed (for example, 20 to 25 m / second) dust-containing
[0047]
A chemical aqueous solution containing about 0.07% by volume of AOS is sprayed in a tangential direction along the substantially cylindrical side wall surface of the
[0048]
Inside the substantially
[0049]
In the process in which the solid component (dust and airborne particles) in the dust-containing
[0050]
Slurry in which minute droplets contained in the dusty chemical liquid air flow are condensed by repeating the collision of the dusty chemical liquid air currents and the collision of the dusty chemical air current to the inner wall surface of the
[0051]
The dust collection effect of the
[0052]
That is, a chemical solution containing about 0.07% by volume of AOS has a basic structure in which no special contact collision improving means is provided, and various contact collision improving means described below as an embodiment of the present invention. And compared. In either case, the amount of supplied dust is 1320 mg / m. 3 , Sampling suction speed 10m 3 / Min, measurement time of 2 minutes, and the amount of sprayed liquid of 1 liter / hour are performed under substantially the same measurement conditions. And the dust density | concentration contained in the purification | cleaning
[0053]
Next, the
[0054]
As shown in FIG. 2, a rectifying member as a contact collision improving means, that is, a rectifying
[0055]
In addition, the
[0056]
Next, the
[0057]
As shown in FIG. 3, the
[0058]
Next, the
[0059]
As shown in FIG. 4A, a diffusing
[0060]
The brim shape of the diffusing
[0061]
Next, the
[0062]
As shown in FIG. 5, an elliptical spray member, i.e., elliptical spray nozzles 16 ', 17', as contact collision improving means arranged in the tangential direction of the
[0063]
Next, the
[0064]
As shown in FIG. 6, a
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a basic configuration of a cyclone dust collector of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a cyclone dust collector according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a view showing a cyclone dust collector according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a view showing a cyclone dust collector according to a third embodiment of the present invention. (A) shows the diffusing member as one embodiment, (B) shows the diffusing member of another embodiment, and (C) shows the diffusing member of still another embodiment.
FIG. 5 is a view showing a cyclone dust collector according to a fourth embodiment of the present invention. (A) is the schematic diagram which looked at the elliptical spray nozzle arrange | positioned in a cylindrical processing chamber from the upper direction, (B) is the schematic diagram which looked at (A) from the side, (C) is elliptical shape It is a figure which shows typically the spraying state from a spray nozzle.
FIG. 6 is a view showing a cyclone dust collector according to a fifth embodiment of the present invention. (A) is the schematic diagram which looked at the backflow prevention member installed in the boundary of a cylindrical process chamber and a collection | recovery chamber from the side, (B) is the schematic diagram of the backflow prevention member without a baseplate, (C) FIG. 4 is a schematic view of a backflow preventing member having a bottom plate.
[Explanation of symbols]
2 Cyclone dust collector
10 Dust-containing airflow treatment device
11 Cylindrical processing chamber
12 Swirl chamber
13 Collection room
14 Introduction
16 Foam nozzle
16 'Oval foam nozzle
17 Spray nozzle
17 'oval spray nozzle
18 Exhaust section
19 Exhaust port
20 Slurry recovery device
21 Collection chamber
22 Slurry collection chamber
26 Valve
28 Discharge section
30 Chemical spray equipment
32 Chemical tank for spraying
34 Pump
36 Chemicals for spraying
37 Suction unit
38 Discharge part
39 Spraying piping
40 Chemical liquid foam spraying device
42 Liquid chemical tank for foam
44 Pump
46 Chemicals for foam
47 Suction unit
48 Discharge part
49 Foam piping
50 Ionizer
54 Waste liquid collection container
56 Waste liquid
60 Dust-containing airflow
62 Foam
64 fog
66 Whirling airflow
68 Purified Airflow
70 Rectifier plate
72 Diffusion member
74 Backflow prevention member
76 Bottom plate
Claims (3)
薬液気流と含塵気流とが接触・衝突して生成された含塵薬液気流を凝結させたあと、浄化気流とスラリー廃液とに分別する含塵気流処理装置と、を備えるサイクロン集塵機であって、
前記薬液吹付け装置は、円筒状処理チャンバの内壁側に沿って、縦長に偏平した楕円状の薬液気流を噴霧する、薬液気流と含塵気流との接触衝突度合を高めるための接触衝突改良手段としての楕円状噴霧部材を備えることを特徴とするサイクロン集塵機。A chemical solution spraying device that sprays a chemical solution aqueous solution containing at least a surfactant as a chemical solution airflow in a tangential direction with respect to a dust-containing airflow swirling in a cylindrical processing chamber;
After the drug solution stream and the dust containing air stream is agglomerated dust-containing chemical liquid stream which is generated by contact and collision, a cyclone dust collector comprising: a dust-containing gas stream processing apparatus for sorting to the purification stream and slurry effluent, and
The chemical spraying device sprays a vertically elongated elliptical chemical liquid air flow along the inner wall side of the cylindrical processing chamber, and improves the contact collision improving means for increasing the degree of contact collision between the chemical liquid air flow and the dust-containing air flow The cyclone dust collector characterized by providing the elliptical spray member as .
薬液気流と含塵気流とが接触・衝突して生成された含塵薬液気流を凝結させたあと、浄化気流とスラリー廃液とに分別する含塵気流処理装置と、を備えるサイクロン集塵機であって、
前記含塵気流処理装置の出口側には、含塵薬液気流を凝結させてスラリー廃液として回収するスラリー回収装置が設けられており、
前記円筒状処理チャンバとスラリー回収装置との境界付近には、上方から下方に向けて壁面側に延在する斜面を有する円錐形状をした、薬液気流と含塵気流との接触衝突度合を高めるための接触衝突改良手段としての逆流防止部材を備えることを特徴とするサイクロン集塵機。A chemical solution spraying device that sprays a chemical solution aqueous solution containing at least a surfactant as a chemical solution airflow in a tangential direction with respect to a dust-containing airflow swirling in a cylindrical processing chamber;
After the drug solution stream and the dust containing air stream is agglomerated dust-containing chemical liquid stream which is generated by contact and collision, a cyclone dust collector comprising: a dust-containing gas stream processing apparatus for sorting to the purification stream and slurry effluent, and
On the outlet side of the dust-containing airflow treatment device, a slurry recovery device that condenses the dust-containing chemical liquid airflow and recovers it as a slurry waste liquid is provided,
In the vicinity of the boundary between the cylindrical processing chamber and the slurry recovery device, a conical shape having a slope extending from the upper side to the lower side toward the wall surface is used to increase the degree of contact collision between the chemical airflow and the dust-containing airflow. A cyclone dust collector comprising a backflow prevention member as a means for improving contact collision of the cyclone.
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